Enhancing the efficiency of energy generation systems based on solid biofuels: technical and economic aspects

Abstract

Purpose. Comparison of the efficiency of uncertified fuel use in a bioenergy complex of a new type and traditional thermal energy generation systems.

Methodology. The research is based on mathematical modeling of the bioenergy complex. Indicators of efficiency of application of continuous solid-fuel heat generators for drying process were studied using experimental and analytical methods.

Findings. It has been established that for efficient burning of solid fuel, it is necessary to ensure coordinated control of individual modules comprising the electroteehnological complex of the solid-fuel heat generator, in particular, to solve the problem of controlling the rotation frequency of the fan and the dosing screw feeder electric drives, determining the volumes of dosing the combustion components. The principal task of ensuring energy efficiency of the solid-fuel heat generator by identifying regulated biofuel dosage regimes, based on the analysis of oxygen percentage in flue gases, has been solved.

Originality. The efficiency of combustion components rational dosing ensured by implementing regulated modes of a dosing screw feeder and fan operation has been substantiated by the analysis of flue gases composition, which made it possible to increase the energy efficiency of solid-fuel heat generators.

Practical value. The regularities of biofuel components rational dosage arc determined in terms of flue gases composition and the physical and chemical properties of the processes in the fuel mixture. The economic expediency and efficiency of drying various materials are considered in the context of biodegradable energy generation systems.

Мета. Порівняння ефективності використання несертифікованого палива в біоенергетичному комплексі нового типу та традиційних системах генерації теплової енергії.

Методика. В основу процесу дослідження покладено математичне моделювання біотеплоенергетичного комплексу. Дослідження показників ефективності застосування твердопаливних біотеплогенераторів безперервної дії для процесу сушіння експериментальними й аналітичними методами.

Результати. Встановлено, шо для ефективного горіння твердого палива необхідно забезпечити узгоджене керування окремими модулями електротехнологічного комплексу біотеплогенератора. зокрема, вирішення задачі регулювання частотою обертання електроприводів вентилятора та шнека, шо визначають об'єми дозування компонентів горіння. Вирішена актуальна задача забезпечення снергоефсктинності теїшогенератора шляхом визначення регульованих режимів дозування біопалива на основі аналізу відсоткового складу кисню в димових газах. Наукова новизна. Обгрунтована ефективність реалізації раціонального дочування компонентів горіння з використанням регульованих режимів роботи шнека подачі палива та вентилятора на основі аналізу складу димових газів, шо дало змогу підвищити енергоефективність твердопаливних теплогенераторів.

Практична значимість. Встановлені закономірності раціонального дозування компонентів біопалива залежно від аналізу складу димових газів і фізико-хімічних властивостей процесів у паливній суміші. Доведена економічна доцільність і ефективність сушіння різних матеріалів на базі біотвердопаливннх систем генерації енергії.

Цель. Сравнение эффективности использования несертифицированного топлива в биоэнергетическом комплексе нового типа и традиционных системах генерации тепловой энергии.

Методика. В основу процесса исследования положено математическое моделирование биотеплоэнергетического комплекса. Исследование показа- телей эффективности применения твердотопливных биотеплогенераторов непрерывного действия дія процесса сушки экспериментальными и аналитическими методами.

Результаты. Установлено, что для эффективного горения твердого топлива необходимо обеспечить согласованное управление отдельными модулями электротехнологического комплекса биотеплогенератора, в частности, решение задачи регулирования частотой вращения электроприводов вентилятора и шнека, определяющих объемы дозирования компонентов горения. Решена актуальная задача обеспечения энсргоэфективности теплогенератора путем определения регулируемых режимов дозирования биотоплива на основе анализа процентной) содержания кислорода в дымовых газах.

Научная новизна. Обоснована эффективность реализации рационального дозирования компонентов горения с использованием регулируемых режимов работы шнека подачи топлива и вентилятора на основе анализа состава дымовых газов, что позволило повысить энергоэффективность твердотопливных теплогенераторов.

Практическая значимость. Установлены закономерности рационального дозирования компонентов биотоплива в зависимости от анализа состава дымовых газов и физико-химических свойств процессов в топливной смеси. Доказана экономическая целесообразность и эффективность сушки различных материалов на базе биотвердотопливных систем генерации энергии.